прочную конструкцию, рассчитанную на вращение с большой ско­ ростью: до 20 000 оборотов в минуту. Частота генерируемого тока достигала десятков килогерц. Для получения более высоких частот к машинному генератору добавлялись цепи умножения частоты в виде трансформаторов с нелинейными магнитными характеристи­ ками сердечников.

В 20-е годы началось интенсивное развитие вакуумной элек­ троники. Электронные лампы, изобретенные еще в первом деся­ тилетии XX в., интенсивно совершенствовались и внедрялись в серийное и массовое производство. На протяжении 20-х годов ра­ диопередатчики и радиоприемники стали ламповыми и оставались ламповыми вплоть до 50-60-х годов, В радиопередатчиках боль­ шой мощности электронные лампы применяются и в настоящее время.

2.4. Радиосвязь во второй половине XX века - итоги и тенденции

По окончании Второй мировой войны были раскрыты накоп­ ленные фонды новых систем и конструкций, связанные преимуще­ ственно с военной радиотехникой. Разработанные и осуществлен­ ные в 30-е и 40-е годы микроволновые радиолокационные системы

иустройства стали главным фактором и ресурсом для создания

иразвития новых средств радиосвязи с большой пропускной спо­ собностью.

Принципы радиолокации требовали генерирования импульс­ ных сигналов длительностью менее микросекунды и измерения

сбольшой точностью промежутков времени между импульсами - от долей микросекунды до миллисекунд. Потребовались также управляемые остронаправленные антенны. Поскольку подобные задачи разрешимы главным образом в диапазонах дециметровых

исантиметровых волн, для этих диапазонов были разработаны

иосвоены в производстве специальные электронные приборы, волноводы, резонаторы и фильтры, генераторы коротких импуль­ сов, цепи синхронизации и обработки импульсных сигналов, а так­ же множество других устройств. В послевоенные годы все это ста­ ло основой для быстрого создания и широкого внедрения микро­ волновых систем радиорелейной связи.

В50-е и 60-е годы в большей части стран были сооружены сети радиорелейных линий большой протяженности и с большой пропускной способностью. Эти сети создавались и служат в дан­ ное время главным образом для передачи телевизионных про­

грамм, а также, наряду с кабельными, для многоканальной теле­ фонной связи между городами, регионами и странами.

Большая часть станций радиорелейных линий автоматизи­ рована и не нуждается в постоянном присутствии обслуживающего персонала. На магистралях большой протяженности и на особо ответственных направлениях связь обеспечивают комплексные сети с последовательным либо совместным применением кабель­ ных и радиорелейных линий.

В 60-е и последующие годы в эти комплексные сети были введены также радиолинии спутниковой связи. Все три системы дополняют друг друга, обеспечивая практически неограниченную пропускную способность, а также взаимозаменяемость и надеж­ ность.

Еще более глубокое, по сути эпохальное достижение в тех­ нике радиосвязи второй половины века связано со стремительным развитием полупроводниковой электроники. Подобно тому, как в 20-е годы произошло тотальное внедрение в системы радиосвязи вакуумных электронных ламп, 50-е годы отмечены практически полной транзисторизацией радиоаппаратуры всех назначений. Электронные лампы сохранили свое доминирующее положение только в мощных блоках радиопередатчиков.

Германиевый транзистор стачечными контактами, изобрета­ телями которого были Бардин, Браттейн и Шокли, ставшие за свои заслуги нобелевскими лауреатами, был первым звеном в непре­ рывной последовательности изобретений и усовершенствований электроники.

Первоначально транзистор применялся в радиоаппаратуре в виде дискретного электронного элемента. Малые размеры его по сравнению с электронными лампами и возможность питания от малогабаритных низковольтных источников тока открыли пути для миниатюризации многих узлов радиоаппаратуры и прежде всего радиоприемников.

Соединения между деталями радиоаппаратуры выполняв­ шиеся ранее проводами, были заменены печатными металличе­ скими полосками на тонких платах из диэлектрика. Миниатюриза­ ция резисторов и конденсаторов вместе с печатными соединения­ ми между ними открыла путь для выполнения основных узлов в виде многоэлементных модулей. Следующим этапом стало инте­ гральное выполнение модулей со всеми элементами конструкций и межэлементными соединениями в едином технологическом процес­ се на миниатюрной пластинке из полупроводникового материала.

Начиная с 60-х годов, идет непрерывный процесс совершен­ ствования конструкций и технологии производства радиоаппарату­

ры в направлении дальнейшей миниатюризации, характеризуемый в терминологии как микроэлектроника. В конечном счете, стало возможным разместить на кристалле с поверхностью в несколько квадратных миллиметров сотни и тысячи микроскопических тран­ зисторов со всеми необходимыми соединениями между ними.

В связи со столетием радиосвязи вполне уместно вспомнить, что полупроводниковая электроника имела свое начало в те же годы, к которым относятся основополагающие публикации Генриха Герца, Оливера Лоджа и Уильяма Крукса. К тем же годам относят­ ся первые серьезные исследования свойств полупроводниковых кристаллов; их проводил К.Ф. Браун. Он же был изобретателем электронно-лучевой трубки, сыгравшей исключительно важную роль в измерительной технике, а позже ставшей основой телеви­ дения и радиолокации. В конце прошлого века были открыты и жидкие кристаллы, многолетние исследования которых в конечном счете привели к созданию миниатюрных и предельно экономичных по потреблению тока буквенно-цифровых дисплеев. Они применя­ ются во множестве устройств, в том числе и в аппаратуре радио­ связи.

Итогом столетнего развития радиосвязи и характерным ин­ дикатором тенденций этой области на рубеже нового тысячелетия стали сотовый радиотелефон и приемник персональной радиосвя­ зи - пейджер. -Появление этих устройств знаменует исполнение прогноза, опубликованного сто лет тому назад, когда стали извест­ ны первые достижения в телеграфировании без проводов. Автор этого прогноза, английский физик и изобретатель У Айртон писал: «... человек, пожелавший переговорить с другом и не знающий где тот находится, позовет электрическим голосом, который услышит только тот, чье электрическое ухо настроено на этот вызов; он спросит: где ты? И прозвучит ответ: я в глубине шахты, на верши­ не Анд, или в далеком океане. Но может быть не будет никакого ответа, и тогда он будет знать, что друг его умер ».

Этот лирический, но научно вполне оправданный прогноз точно и интенсивно реализуется на рубеже XX и XXI веков, когда радиосвязь пришла к своему столетнему юбилею. Он реализуется в системах персонального радиовызова.

Как ни высоки и впечатляющи были темпы научнотехнического прогресса радиосвязи на протяжении всего истекше­ го столетия, только сейчас пророчество Айртона близится к испол­ нению. В персональной радиосвязи человек, по сути, получает не­ что вроде нового органа чувств, который позволяет ему общаться с любым другим человеком, где бы тот ни находился на нашей планете или в космосе.

2.5. Предыстория космической радиосвязи

Зарождение космической радиотехники - естественное и не­ избежное следствие общего развития цивилизации. Среди многих имен людей, вкладами которых отмечено начало космической эры, заслуживают быть названными два, связанные с самыми первыми шагами в этом направлении: Карл Джански и Артур Кларк.

Молодой инженер Карл Джански (1905-1950),	окончивший
в 1927 г университет в Висконсине (США), в 1928 г	поступил на

работу в должности радиоинженера-исследователя в лаборатории компании Белл и участвовал в экспериментальных исследованиях источников помех радиосвязи. В качестве одного из основных средств исследования им было разработано радиоприемное уст­ ройство с остро направленнной антенной, допускавшей произ­ вольное изменение пространственной ориентации ее направлен­ ности. Итоги исследований, проведенных до 1932 г, были им опуб­ ликованы и содержали сведения о трех основных источниках радиопомех:

•грозовые разряды местного происхождения,

•излучения, вызванные дальними грозами, приходящие главным образом из тропической зоны,

•космические шумы, приходящие от неизвестных галактиче­ ских источников.

Открытие космических радиоизлучений стало началом сис­ тематических исследований, которые Джански продолжал в техни­ ческом научном центре в Холмдейле. Этими исследованиями бы­ ло положено начало радиоастрономии. В Холмдейле, в Джодрел Бэнк в Англии, а затем и в ряде других городов и стран были со­ оружены грандиозные антенны со сверхчувствительными радио­ приемными устройствами - радиотелескопы. Когда в 60-е годы начались интенсивные разработки и развитие систем спутниковой радиосвязи, радиоастрономические антенны были успешно при­ менены для приема сигналов с космических аппаратов.

Второе из названных имен - Артур Кларк - появилось в ра­ диотехнической печати в феврале 1945 г Уже не были секретом параметры мощной германской ракеты Фау-2, способной нести тонну взрывчатого материала через верхние слои атмосферы. Ты­ сячи таких зарядов были сброшены на Лондон, но близость конца войны уже была несомненна. Ученые и инженеры начали обдумы­ вать проблемы послевоенных исследований и разработок. Все­ мирно распространенный радиотехнический журнал “Уайрлесс Уорлд” опубликовал краткую статью о перспективах ракет, подоб­ ных Фау-2, для запуска спутников Земли в научных и практических

целях, главным образом для геофизических исследований. Пита­ ние приборного оборудования спутников Артур Кларк предлагал осуществлять от солнечных батарей.

Срок реализации своей идеи автор статьи оценивал в 5-10 лет. До запуска первых спутников тогда оставалось немногим бо­ лее двенадцати лет. Знаменателен последний абзац этой статьи, приведем его полностью:

«Искусственный спутник на определенном расстоянии от Земли будет совершать один оборот за 24 часа. Он будет оста­ ваться неподвижным над определенным местом и в пределах оп­ тической видимости с почти половины земной поверхности.

Три ретранслятора, размещенные на правильно выбранной орбите с угловым разнесением на 120° смогут покрыть телевиде­ нием и УКВ - вещанием всю планету; я боюсь, что те кто планиру­ ет послевоенные работы, не сочтут это дело простым, но я считаю именно этот путь окончательным решением проблемы». Срок реа­ лизации этой части своей программы автор считал более продол­ жительным: может быть до полустолетия.

Автор этой статьи - Артур Сесил Кларк, в 1945 г - 27-летний лейтенант ВВС Англии, инструктор по радиолокации, технический офицер первой радиосистемы автоматического приведения само­ летов и... с 1935 г, член Британского Межпланетного общества.

В весенние месяцы 1945 г А. Кларк углубленно занимался разработкой своих предложений. Существует рукопись его статьи, датированная 25 мая 1945 г, В ней уже детально рассматривались вопросы расположения спутников на геостационарной орбите, вы­ бора частот, вида радиосигналов, направленности бортовых ан­ тенн, мощности передатчиков, питания бортовой аппаратуры от солнечных батарей и пр. В сложных обстоятельствах первых по­ слевоенных недель эта рукопись осталась неопубликованной и лишь в 60-е годы издана стереотипно и распространена корпора­ цией "Комсат" в качестве документа истории техники.

В июле 1945 г лейтенант ВВС Кларк представил на усмот­ рение военной цензуры доработанную и дополненную рукопись под названием “Внеземные ретрансляторы. Могут ли ракетные станции обеспечить мировое радио?” Идеи автора были признаны достаточно фантастическими, разрешение на опубликование было получено, и статья появилась в октябрьском выпуске того же жур­ нала “Уайрлесс Уорлд" Впоследствии она была воспроизведена

в ряде других изданий.

Артур Кларк родился в Англии в декабре 1917 г учился в классической средней щколе и, как вспоминает, уже тогда публи­ ковал в школьном журнале “всякие истории" на космические темы.

На военной службе в британских ВВС он приобщился к радиотех­ нике. Сейчас он - профессиональный писатель, живет в Коломбо (Шри Ланка), Он регулярно выступает по радио и телевидению, а также в различных аудиториях Европы и Америки, участвует в ме­ ждународных совещаниях по вопросам освоения и использования космического пространства. За свои пророческие и изобретатель­ ские статьи 1945 г он удостоен золотой медали Баллантайна, при­ суждаемой Франклиновским институтом, международной премии Маркони и др.

Артур Кларк известен как автор более 50-ти прекрасных на­ учно-популярных и научно-фантастических книг, изданных более чем на 30 языках. В историю радиотехники он вошел как провозве­ стник и изобретатель космической системы радиосвязи и радио­ вещания, ознаменовавшей новый и значительный этап развития этой области техники на рубеже нового тысячелетия.